초록 ▼

Ⅳ. 연구 결과

1. 지질경계선 주변 등 복합지질대 지하수의 자연방사성물질 특성조사

지질경계선 주변 복합지질대 지하수의 자연방사성물질 특성조사는 영동군 영동읍, 황간면일대 50개 지하수에 대해서 실시되었는데 우라늄과 라돈의 중앙값은 각각 3.83 μg/L, 115.4 Bq/L으로 2008년부터 2012년까지 조사된 고함량 시, 군지역의 함량보다 높다. 50개 지하수에 대한 함량조사 결과, 우라늄 함량이 미국의 기준치인 30 μg/L를 넘는 지점은 3개소, 라돈함량이 148.0 Bq/L을 넘는 지점은 23개소

Ⅳ. 연구 결과

1. 지질경계선 주변 등 복합지질대 지하수의 자연방사성물질 특성조사

지질경계선 주변 복합지질대 지하수의 자연방사성물질 특성조사는 영동군 영동읍, 황간면일대 50개 지하수에 대해서 실시되었는데 우라늄과 라돈의 중앙값은 각각 3.83 μg/L, 115.4 Bq/L으로 2008년부터 2012년까지 조사된 고함량 시, 군지역의 함량보다 높다. 50개 지하수에 대한 함량조사 결과, 우라늄 함량이 미국의 기준치인 30 μg/L를 넘는 지점은 3개소, 라돈함량이 148.0 Bq/L을 넘는 지점은 23개소, 전알파의 함량이 0.56Bq/L를 넘는 지점은 3개소였다. 이들 고함량 지점에 대한 반복조사 결과, 50개 지하수 중 우라늄은 1개가 30 μg/L를, 라돈은 20개가 148.0 Bq/L를, 전알파는 2개가 0.56Bq/L (15 pCi/L)를 최종적으로 초과하고 있다. 따라서 총 23개 지하수가 미국 EPA의 기준치(제안치)를 상회하고 있으나 중복초과(우라늄, 라돈, 전알파 동시 초과 1개, 라돈과 전알파 동시초과 1개)를 제외하면 총 20개 지점이 미국 EPA의 기준치(제안치)를 초과하고 있다.

2. 복합지질대(퇴적·변성암) 지하수 중 자연방사성물질 함량조사 및 평가

경남, 경북, 전남 일부 퇴적암(변성암)지역 250개 지하수의 우라늄과 라돈 함량 중앙값은 각각 0.46 μg/L, 25.1 Bq/L로 2013년, 2014년 퇴적암, 변성암지역 조사 결과처럼 낮아서 지질 특성을 잘 반영하고 있다. 퇴적암(변성암)지역 250개 마을상수도 지하수의 우라늄 함량이 30 μg/L를 넘는 지하수는 4개였으며, 라돈함량이 148.0 Bq/L를 넘는 지하수는 당초 7개였으나 반복 조사결과 8개로 늘어났다. 전알파의 함량이 0.56Bq/L를 넘는 4개 지하수에 대해 반복 조사한 결과 4개 모두 0.56 Bq/L를 넘고 있다. 퇴적암(변성암)지역 250개 마을상수도 지하수 중 라돈 함량이 148.0 Bq/L의 80%인 118.4 Bq/L를 넘는 지하수는 19개에 대해서 원수, 마을상수도의 저수조, 꼭지수에서의 라돈 자연저감률을 조사한 결과 저수조에서의 라돈 저감률은 -17.9%에서 93.3%(평균33.6%), 꼭지수에서의 라돈 저감률은 -16.2%에서 95.9%(평균 36.7%)로 나타났다. 위와 같이 저감된 꼭지수의 라돈 함량을 적용하면 19개 마을상수도 중에서 2개소만이 148.0 Bq/L를 넘고 있다. 20개 마을상수도 지하수 중에서 총 16개 지하수가 미국 EPA의 기준치(제안치)를 상회하고 있으나 중복초과(우라늄, 라돈, 전알파 동시 초과 2개, 우라늄과 전알파 동시초과 1개)를 제외하면 총 11개 지점이 미국 EPA의 기준치(제안치)를 초과하고 있다.

3. 지하수 중 자연방사성물질의 지질별 함유특성 평가

실태조사 250개, 정밀조사 50개 총 300개 지하수에 대해서 오염 영향을 제거한 사전선택법으로 다변량통계 분석결과 지하수의 우라늄은 물-암석반응이 일차적인 부화 요인이고 우라늄의 기원물질은 K-장석류에서 용출된 것으로 평가된다. 지화학 모델에 따른 우라늄 거동결과에 의하면 우라늄은 대부분 알칼리 금속과 결합된 탄산염 착물로 존재하는 것으로 평가되었다. 이들은 2차적으로 철망간 수산화물 표면에 흡착과 환원에 의한 농도에 2차 조절이 발생할 수 있음을 시사한다. 영동지역에서 전알파, 우라늄, 라돈 등 알파 방출 입자 핵종들이 높게 검출되는 지점은 대부분 화강편마암이나 흑운모편마암으로 조사되었다. 연구지역의 많은 지점에서 높은 전알파와 라돈 결과값을 보여 우라늄 이외의 알파 방출 핵종에 대한 추가 조사가 필요하다. 또한 일부 지하수에서 라듐-228 방사능 동위원소의 함량이 높게 나타나는 것으로 미루어 지하수내 토륨 등의 알파 방출 핵종에 대해서도 추가 조사가 필요하다.

4. 단층대 주변 지하수의 자연방사성물질 함량 평가 및 판별기법 조사

연구지역의 영동단층은 N45°E 방향의 정단층으로 이후에 암맥의 관입통로의 역할까지 할 수 있다. 지하수의 우라늄 함량과 단층, 지질경계 등과의 관계는 설명하기가 어렵지만, 라돈의 경우 고함량의 농도가 다수의 지하수에서 확인되므로 이들의 산출과 단층과의 연관성 해석을 시도할 수 있다. 지하수의 라돈은 퇴적암보다는 화강암질편마암과 편마암류에서 보다 높게 산출되고, 지질경계부에서도 고함량이 확인된다. 그러나 단층대 지하수에서는 높은 라돈 함량이 확인되지 않고 있다. 라돈가스가 높게 검출되는 지역의 지질은 화강암질편마암으로 단층의 하반에 해당된다.

5. 향후 지하수 중 자연방사성물질 관리를 위한 중장기 조사계획 검토

앞에서 살펴본 바와 같이 국내 지하수의 자연방사성물질 조사결과와 외국의 조사 결과를 비교하고 국내 지하수의 자연방사성물질 함량 특성을 고려하여 다음과 같이 5∼10년 계획의 4차 조사계획을 진행시켜야 한다. 3차 조사계획 기간 동안의 실태조사는 주로 마을상수도를 대상으로 하였기 때문에 향후 조사시에는 대도시와 중소도시의 비상급수시설, 지하수관측망을 대상으로 한 실태조사가 수행되어야 한다. 또한 지금까지의 조사는 특정지역에 밀집된 경향이 있기 때문에 시, 군별 지하수 밀도에 큰 차이가 없도록 해야 한다.
정밀조사 결과 지하수의 자연방사성물질은 화강암, 변성암지역에서 높은 것으로 나타났기 때문에 우리나라 온천의 우라늄, 라돈 함량을 조사할 필요가 있다. 지하수의 우라늄, 라돈 함량은 계절별로 변동성이 크기 때문에 장기 관측이 필요하다. 지하수의 우라늄은 지하수 환경에 따라서 존재형태가 달라지기 때문에 전국 지하수의 우라늄 관측망을 구축하여 지하수 수질의 변화와 우라늄 함량의 변화 등을 관리할 필요가 있다. 지하수의 우라늄, 라돈 함량과 상관있는 항목은 지질별로, 또는 같은 지질내에서도 다르게 나타나는 경우가 많기 때문에 사전 선택된 시료를 활용한 다변량통계 분석등을 통한 상관성 해석이 필요하다.
함량분포도의 목적은 기존 지하수와 신규 개발 지하수의 관리에 있다. 따라서 함량 분포도는 일정 간격의 많은 분석 자료를 이용하여 정밀하게 작성되어야 하나 현실적으로는 많은 시간과 예산이 뒤따른다. 함량분포도의 작성방법은 셀 단위와 행정구역 단위의 2가지로 작성하도록 한다. 셀 단위는 분석될 지하수 시료수를 고려하여 5 km x 5 km (또는 2.5 km x 2.5 km)로 하며 셀의 대표값은 평균값, 중앙값, 또는 기준치(제안치) 초과비율 등을 고려하여 결정하며 등급은 4∼5개로 한다.
현재 우라늄의 경우 음용지하수에서 감시 항목으로 지정되어 있고 라돈도 조만간 감시항목으로 설정될 예정이다. 우라늄 분석에 주로 이용되는 ICP-MS는 각 시·도 보건환경연구원과 대학교가 보유하고 있기 때문에 문제가 없으나, 라돈의 분석에 이용되는 LSC의 경우 각 시·도 보건환경연구원에서 보유하여 라돈분석 수요에 대비하여야 한다. 이들 우라늄과 라돈이 분석된 자료들의 보관, 활용가능 등도 고려해야 한다. 지하수의 우라늄과 라돈 함량이 높은 지하수에 대한 대처방안은 우라늄과 라돈의 함량정도, 지하수의 이용 형태 등에 따라 저감 등의 방법이 이미 제시된 바 있다. 그러나 우리나라 지하수의 이용 특성에 맞게 좀 더 효율적인 대처방안을 제시할 필요가 있다.
(출처:요약문 4~6p)

Abstract ▼

A long-term consumption of groundwater with a certain level of radionuclide can make a harmful effect on human body. Thus, investigations on radionuclide in groundwater have been carried out from the late 1960's in some advanced countries. After the contents of radionuclide in groundwater of the Dae

A long-term consumption of groundwater with a certain level of radionuclide can make a harmful effect on human body. Thus, investigations on radionuclide in groundwater have been carried out from the late 1960's in some advanced countries. After the contents of radionuclide in groundwater of the Daejeon area were reported to be higher than the worldwide guidelines in 1997, nationwide surveys have been performed since 1999. As the 9th year of the '3rd groundwater radionuclide survey project' established by the Ministry of Environment, main research results are as follows in 2015.
For the radionuclide concentration in groundwater from geological boundaries, fifty samples were surveyed from the groundwater of in Yeongdong-eup and Hwanggan-myun of Yeongdong-gun area. The median values of uranium and radon contents were 3.83 μg/L and 115.4 Bq/L, respectively, which are higher than those from the surveys during 2008 and 2012. The values are comparable to those of the Wonsam-myun (Yongin-si) area in 2013 and the Anheung-myun (Haeongsung-gun) area in 2014. Among 50 samples, 3 samples are over 30 μg/L of uranium, 23 samples are greater 148.0 Bq/L of radon, and 3 samples are over 0.56 Bq/L of gross alpha.
For the radionuclide survey in the multi-geologic (sedimentary and metamorphic rocks) areas, 250 samples were collected in parts of Kyoungnam, Kyoungbuk and Jeonnam provinces, and the median values of uranium and radon were relatively low being 0.46 μg/L and 25.1 Bq/L, respectively. In 4 samples, the contents were higher than 30 μg/L of uranium, and in 8 samples, the contents were greater than 148.0 Bq/L of radon, and in 4 samples, the contents were greater than 0.56 Bq/L of gross alpha.
As a result of multi-variate statistical analysis on the total of 300 chemical data, the primary origin of uranium in groundwater would be the water-rock interaction and the source material of uranium would be the K-feldspar. The alpha particle-emitting nuclides were detected highly at the areas of ganitic gneiss and biotite gneiss in Yeongdong-gun. A further survey on the alpha particle-emitting nuclide will be required in the Yeongdong-gun area since the contents of gross alpha and radon were relatively high in a number of samples.
The Yeongdong fault in the area is a normal type with direction of N45°E and can be a intrusive channel of rock dykes. Although direct relationships among uranium contents, fault zones and geological boundaries are difficult to be explained, the possible connection between radon occurrence and fault zones can be developed in the area. High concentration radon in groundwater occurred at the areas of granitic gneiss and gneissic rocks than sedimentary rocks, and also at the geological boundaries. However, the high content of radon in groundwater was not confirmed at the fault zone.
A mid/long-term survey plan for the management of radionuclide in groundwater was reviewed, and the plan includes the survey on the emergency water supply system, the groundwater monitoring system and thermal springs, the development and management of radionuclide monitoring system, and the distribution mapping of a city/county-scale (or an eup/myun-scale).
(출처: Abstract 8~9p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 요 약 문 ... 3
• ABSTRACT ... 8
• 목 차 ... 10
• 그 림 목 차 ... 12
• 표 목 차 ... 16
• Ι. 서 론 ... 18
• Ⅱ. 연구내용 및 방법 ... 20
• 1. 과업의 범위 ... 20
• 가. 주요사업 범위 ... 20
• 나. 세부사업 내용 ... 20
• 2. 연구방법 ... 22
• 가. 연구추진 체계 ... 22
• 나. 참여 연구원 ... 24
• 3. 조사 및 분석방법 ... 25
• 가. 현장조사 ... 25
• 나. 자연방사성물질 함량분석 ... 25
• Ⅲ. 연구결과 및 고찰 ... 30
• 1. 지질경계선 주변 복합지질대 지하수의 자연방사성물질 특성조사 ... 32
• 가. 조사지역 선정 ... 32
• 나. 조사지점 선정 ... 32
• 다. 조사지역 지질 ... 33
• 라. 지하수의 수질 ... 35
• 마. 지하수의 수질특성 통계분석: 요인분석 ... 53
• 2. 복합지질대 지하수 중 자연방사성물질 함량조사 및 평가 ... 57
• 가. 조사지점 ... 57
• 나. 지하수의 수질 ... 58
• 다. 지하수의 수질특성 통계분석: 요인분석 ... 77
• 라. 마을상수도의 원수, 탱크수, 꼭지수에서의 라돈, 우라늄 함량 ... 82
• 3. 지하수 중 자연방사성물질의 지질별 함유특성 평가 ... 90
• 가. 지하수 중 자연방사성물질 함량의 통계적 해석 ... 90
• 나. 영동지역 지하수의 전알파 함량 특성 ... 99
• 다. 정밀함량분포도 ... 111
• 4. 단층대 주변 지하수의 자연방사성물질 함량평가 및 판별기법조사 ... 118
• 가. 조사지역 선정 및 지질특성 ... 118
• 나. 연구방법 ... 119
• 다. 지하수의 지화학특성 및 자연방사성물질 함량 ... 122
• 라. 편광현미경 감정 및 관찰 ... 143
• 마. 광물의 화학성분 분석결과 ... 145
• 바. 단층 및 지질경계부와 고함량관계 ... 149
• 5. 향후 지하수 중 자연방사성물질 관리를 위한 중장기 계획 검토 ... 150
• 가. 국내 지하수의 자연방사성물질 함량 특성 ... 150
• 나. 주요국 지하수의 자연방사성물질 함량특성 ... 165
• 다. 주요국의 지하수 중 자연방사성물질 기준치 및 관리 ... 175
• 라. 조사계획 수립 ... 180
• Ⅳ. 결 론 ... 183
• Ⅴ. 기대성과 ... 185
• Ⅵ. 참고문헌 ... 186
• 부록 1. 정밀조사지역의 지하수 중 자연방사성물질 함량 ... 189
• 부록 2. 경남, 경북, 전남지역의 지하수중 자연방사성물질 함량 ... 191
• 부록 3. 영동지역 지하수의 수질 ... 197
• 부록 4. 경남, 경북, 전남지역 지하수의 수질 ... 200
• 부록 5. 정밀조사 지역 지하수공 정보 ... 213
• 부록 6. 경북, 경남, 전남지역의 지하수공 정보 ... 215
• 끝페이지 ... 221